[发明专利]一种基于时间的Android应用程序能耗建模方法

摘要

本发明提出一种基于时间的Android应用程序能耗建模方法，使用时间变量刻画移动终端的能耗。由于运行时间容易精确测量和获取，故而能够快速地估算应用程序运行时移动终端产生的能耗。与Android操作系统提供的基于组件的能耗模型相比，在保证一定误差范围(0.54%～9.43%)的基础上，方便用户利用独立于硬件功耗特性的时间变量估算应用程序能耗。

主权项

1.一种基于时间的Android应用程序能耗建模方法，其特征在于建立该方法的步骤如下:1)根据智能终端设备的硬件组成，应用程序能耗可分为处理器能耗、存储器能耗、I/O设备能耗和其它硬件组件能耗，即:E(t)=Σi=1NEi(t)=Σi=1NΣj=1KPij·tij]]>其中，N表示终端设备包含的组件个数，K表示组件的功耗状态个数，E(t)表示应用程序在执行时间t内的能耗，E_i(t)表示第i个组件在时间t内的能耗，表示第i个组件在第j种功耗状态下的功率，表示第i个组件在第j种功耗状态下工作的时间;2)步骤1)公式中的可以根据Android应用框架提供的能耗分析器配置文件(PowerPfofile.xml)获得;3)步骤1)公式中的可以根据Android应用程序框架的BatteryStats和BatteryStatsImpl提供的接口函数获得;4)依据步骤1)公式对Android应用程序能耗进行统计测试与分析，发现应用程序与其运行时间之间存在近似线性关系，因此在时间t内Android应用程序能耗E(t)可通过下式计算E(t)＝β₁t+β₀式中β₀、β₁为独立于设备特性的系数;5)步骤4)公式中的系数β₀、β₁通过采集N组包含应用程序能耗E(t)和时间t的训练数据，使用线性回归拟合确定;6)获取步骤4)中的应用程序能耗E(t)的方法如下:Android系统提供了对应用程序能耗进行分析和测量的能耗分析器，利用基于能耗分析器设计的能耗监控器收集应用程序能耗是现有Android平台提供的软件能耗在线测量方式，后台运行能耗监控器，让其每20s收集一次应用程序、硬件组件以及整个系统的能耗，并记录在日志文件中，为提高应用程序能耗测量的准确性，应用程序实际的总能耗E(t)需排除只运行能耗监控器时的系统基准能耗，测量过程是关闭Android移动终端的通信接口，使Android系统的能耗监控器在后台运行，关闭显示屏，时间t后从能耗监控器日志文件获得一次系统基准能耗，迭代K次，对获取的K次系统基准能耗求均值，计算出系统基准能耗均值E_base(t)，然后开启移动终端的通信接口，打开显示屏，让应用程序在能耗监控器开启的情况下运行t时间，从能耗监控器日志文件获得一次系统总能耗，迭代K次，对获取的K次系统总能耗求均值，得到应用程序执行过程中整个系统的能耗均值E_total(t)，应用程序能耗E(t)通过式子E(t)=E_total(t)-E_base(t)计算得到。